بانک مقالات کشاورزی و باغبانی و گیاه پزشکی
بانک مقالات کشاورزی و باغبانی و گیاه پزشکی فارسی انگلیسی ترجمه
موضوعات مطالب
آمار و امكانات
:
:

دانلود ديكشنري كشاورزي مخصوص بابيلون

پشتیبانی سایت

 

لینک عضویت در کانال تلگرامی ما ضمنا برخی مقالات فقط در کانال ما موجود هستند حتما بازدید کنید.


پاییز  95  برشما عزیزان  تبریک و تهنیت باد



 
ارسال شده توسط سیدمهدی شمس تاریخ ارسال : شنبه ۱۳۸٦/٤/٢۳

دسته مقاله : ژنتیک درگیاهان

گروه : ژنتیک-بیوشیمی گیاهی-تشریح ورده بندی -فیزیولوژی گیاهان

قسمت دوم


مقاومت به علفكش¬هاي گليفوسيت و سولفونيل اوره، با استفاده از ژن¬هاي كد كننده آنزيم¬هاي هدف جهش يافته، به ترتيب براي 5- انول پيروويل شيكيمات- 3 – فسفات سنتتاز (EPSPS) و استولاكتات سنتاز (ALS) بدست آمده است. اين دو آنزيم در مسيرهاي بيوسنتز اسيدهاي آمينه فعاليت مي¬نمايند. مقاومت به گليفوسيت با استفاده از ژن gox كه علفكش را خنثي مي¬نمايد، ايجاد شده است. اين ژن از يك نژاد باكتريايي آكروموباكتر جداسازي گرديده است. گياهان مقاوم به گليفوسينات آمونيوم با استفاده از ژن¬هاي باكتريايي كد كننده فسفينوتريسين استيل ترانسفراز (PAT) كه فسفينوتريسين را به فرم استيله تبديل مي¬نمايد، توليد شده¬اند.
گياهان تراريخت مقاوم به علفكش¬هاي متعددي نظير فسفينوتريسين (بيالوفوس)، گليفوسيت، سولفونيل اوره، ايميدازولينونها، بروموكسنيل، آترازين، توفوردي، ستوكسيديم و غيره در گونه¬هاي مختلفي از گياهان زراعي، سبزيجات و گياهان زينتي و باغي توليد گرديده است. گياهان تراريخت مقاوم به علفكش در گياهان زراعي متعددي گزارش شده¬اند، اما در پنبه، كتان، كلزا، ذرت و سويا، اين گياهان تا به حال براي كشت وكار در سطح تجاري توليد شده¬اند و اين فهرست به سرعت در حال گسترش است. گياهان زراعي تراريخت مقاوم به علفكش، 55% از سطح جهاني در حدود 8/12 ميليون هكتار، تحت پوشش گياهان تراريخت را در سال 1997 به خود اختصاص داده بودند. بخش عمده اين سطح 55 درصدي به سوياي مقاوم به علفكش (40%) و كلزا (10%) اختصاص داشت و سهم پنبه و ذرت به ترتيب 3% و 2% بود (
James 1997).

توليد گياهان تراريخت براي بهبود كيفيت
1) گياهان تراريخت براي بهبود كيفيت انباري
اولين موفقيت فروش تجاري يك فراورده غذايي، براي گوجه فرنگي تراريخت فلاور ساور با تاخير در رسيدگي ميوه بود كه توسط شركت كالژن ايالات متحده آمريكا در سال 1994 توليد شد. بهبود كيفيت ذخيره¬سازي يا عمر قفسه¬اي طولاتي تر گوجه فرنگي كه يك ويژگي مطلوب در فن آوري غذايي است با استفاده از دو راهكار امكانپذير است: (1) تكنولوژي
RNA آنتي سنس و (2) استفاده از ژن آمينو سيكلوپروپان- 1- كربوكسيليك اسيد (ACC) دآميناز را به اتيلن تجزيه مي¬نمايد. كالژن از RNAي آنتي سنس مكمل ژن كد كننده آنزيم پلي گالاكتوروناز (PG) استفاده كرد. بر اساس توالي ژن PG، يك ژن PG آنتي سنس ساخته شد و گياهان گوجه فرنگي توسط آن تراريخت شدند. اين گياهان گوجه فرنگي تراريخت، هر دو نوع RNA سنس و آنتي سنس را براي ژن PG توليد نمودند كه منجر به جفت شدن RNA-RNA شد. اين امر منجر به عدم توليد فراورده ژن PG شد. بدين ترتيب از حمله ژن PG به پكتين ديواره سلول¬هاي ميوه در حال رسيدن و در نتيجه از نرم شدن ميوه ممانعت بعمل آمد. كالژن، گوجه فرنگي تراريخت خود را رقم مك گريگور ناميد و بر اساس اظهارات شركت، اين گوجه فرنگي بدون نرم شدن قادر است دو هفته بيشتر در قفسه فروشگاه دوام بياورد.
هورمون گياهي اتيلن، نقش عمده¬اي در فرايند رسيدن ميوه¬ها و پيري گل¬ها بر عهده دارد. در بيوسنتز اتيلن، دو آنزيم
ACC سينتاز (ACS) و ACC اكسيداز (ACO) به ترتيب تبديل اس- آدنوزين متيونين (SAM) به 1- آمينو سيكلوپروپان- 1- كربوكسيليك اسيد (ACC) و تبديل (ACC) به اتيلن را كاتاليز مي¬نمايند. ژن¬هاي كد كننده ACS و ACO (aco, acs) از گونه¬هاي زيادي كلون شده¬اند. شركت مونسانتو، مشكل كنترل اتيلن را با توليد گوجه فرنگي¬هاي مهندسي شده ژنتيكي براي بيان يك ژن از باكتريهاي Pseudomonas مرتفع ساخت. آنزيمي كه اين ژن كد مي¬نمايد قادر است ACC را به متابوليت¬هاي غير از اتيلن تبديل نمايد (Klee 1993) كه در نتيجه مثل RNAي آنتي سنس منجر به تاخير در رسيدن ميوه مي¬شود. به طور مشابه، توليد اتيلن در گوجه فرنگي توسط بيان بيش از حد ژن كد كننده SAM هيدرولاز كه از باكتريوفاژ T3 جداسازي گرديده است، كاهش داده شد. شركت¬هاي متعددي همچون ذنكا، تكنولوژي DNA گياهي امريكا، مونسانتو، پيونر- برد و ليماگريانزويلمورين در حال توليد گوجه¬هاي فرنگي تراريخت و غير تراريخت به منظور افزايش طول عمر قفسه¬اي مي¬باشند.
2) گلهاي تراريخت با عمر بييشتر
عمر پس از برداشت بسياري از گل¬ها، با شروع پيرشدن گلبرگها مشخص مي¬گردد. مشخصه پيرشدن گلبرگها در ميخك پيچ خوردن آنها است. پيچ خوردگي برگ¬ها در پاسخ به منابع اتيلن خارجي نيز مشاهده مي¬شود (
Cornish 1995). ساوين و همكاران (1994)، با استفاده از يك كلون cDNA براي ACC اكسيداز (aco)، ميخك¬هاي تراريختي توليد كردند كه از بيان ACC اكسيداز آنتي سنس برخوردار بوده و گل¬هايي با اتلين بسيار اندك توليد نمودند. اين عمل، عمر گلداني گل¬ها را تا 200 درصد افزايش داد. تنها گل بريده¬اي كه تا سال 1997، تائيديه آزادسازي در سطح تجاري دريافت نمود، ميخك طويل العمر براي آزمايشات مزرعه¬اي در هلند و آزمايشات گلخانه¬اي در ايالات متحده آمريكا صادر گرديده است. گياهان ميخك طويل العمر تراريخت با ژن سنس acs نيز در استراليا تائيديه كشت دريافت نموده¬اند.

3) گياهان تراريخت براي رنگ گل
از آنجا كه مصرف كنندگان گل¬ها جذب محصولات جديد مي¬شوند، رنگ گل مد نظر بيوتكنولوژي قرار گرفته است. آنتوسيانين¬ها رنگدانه¬هاي اصلي گل در گياهان عالي مي¬باشند. توليد گل¬هاي آبي¬رنگ در گونه¬هاي نظير رز و ميخك كه اين رنگها بطور طبيعي در آنها پديد نمي¬آيند، يكي از اهداف اصلي بوده است. دلفينيدين يك رنگيزه آنتوسيانيني است كه معمولاً منجر به ايجاد رنگ آبي مي¬شود. يك گروه تحقيقاتي از فلوريژن در استراليا، ژني را از
Petunia hybrida شناسايي و كلون نمودند كه يك فلاونوئيد ´3 و '5 هيدروكسيلاز را كد مي¬نمايد كه براي بيوسنتز دلفينيدين ضروري است ( Stevenson and Cornish 1993). اين تغيير، اطلاعات مهم و ضروري را براي توليد گياهان تراريخت با گل¬هاي حاوي رنگيزه¬هاي آبي فراهم مي¬آورد.گستره¬اي از ميخك¬هاي بنفش مهندسي شده ژنتيكي در مرحله آزاد سازي تجاري قرار دارند.

4) گياهان تراريخت براي نرعقيمي
نرعقيمي در گياهان هم به صورت ژنتيكي هم به صورت سيتوپلاسمي توارث مي¬يابد. نرعقيمي سيتوپلاسمي (
cms) بدليل نقص در ژنوم ميتوكندريايي مي¬باشد. معمولاً cms با نقص در عملكرد بافت مغذي بساك مرتبط است كه مواد مغذي را به دانه¬هاي گرده در حال نمو مي¬رساند. بخش¬هاي ماده اين گياهان، باروري خود را حفظ مي¬نمايند. گياهان تراريخت با نرعقيمي و تجديد باروري در Brassica napus توليد شده¬اند (Mariani et al. 1990). در توتون نيز، با استفاده از يك ژن جهش يافته ميتوكندريايي نرعقيمي وارد شده است. اين عمل با انتقال يك ژن ريبونوكلئاز صورت گرفت. يك ژن هيبريد با يك توالي كدكننده ريبونوكلئاز و يك پروموتور اختصاصي بافت تغذيه كننده ساخته شد. مارياني و همكاران (1990) يك ساختار ژني ساختند كه داراي يك پروموتور اختصاصي بساك از ژن TA29 توتون و يك توالي باكتريايي كد كننده ريبونوكلئاز از ژن Barnase باكتري Bacillus amylolique facines بود. فراورده ژن Barnase يك آنزيم نوكلئاز است كه سميت سلولي ايجاد نموده و فقط سلول¬هاي بافت تغذيه كننده را از بين مي¬برد. بدين ترتيب از نمو دانه گرده ممانعت نموده و سرانجام منجر به نرعقيمي مي¬شود. با استفاده از اين ساختار ژني (TA-29-RNase)، در توتون، كاهو، گلكلم، پنبه، گوجه فرنگي و ذرت گياهان تراريخت نرعقيم توليد شده است. معذالك محدوديتي كه براي اين اين روش وجود دارد اين است كه گياهان تراريخت از نرعقيمي دائمي برخوردارند و تلاقي با يك لاين تجديد كننده باروري، نرباروري را در آنها تجديد نمي¬نمايد. بعدها گزارش شد كه تلاقي اين گياهان تراريخت با يك گروه ديگر از گياهان تراريخت كه يك ژن شيمري بازدارنده ريبونوكلئاز تحت كنترل يك پروموتور اختصاصي بافت تغذيه كننده درآانها بيان مي¬شد، مي¬تواند نرباروري را در آنها تجديد نمايد. مارياني و همكارائ در تحقيق ديگري (1992)، ساختار ژني Barstar را از Bacillus amyloliguifacienes با پروموتور TA-29 براي توليد گياهان تراريخت نربارور در B.napus مورد استفاده قرار دادند. فراورده ژن Barstar، يك بازدارنده ريبونوكلئاز است كه با آنزيم ريبونوكلئاز تشكيل كمپلكس مي¬دهد و اثر سميت سلولي آن را خنثي مي¬نمايد. وقتي كه گياهان نرعقيم (ژن Barnase) با گياهان نربارور (ژن Barstar) تلاقي داده شدند، گياهان F1 بدليل تجديد باروري حاصل از توقف فعاليت سميت سلولي ريبونوكلئاز در بساك¬ها در اثر تشكيل كمپلكس RNase/ بازدارنده RNase بارور شدند. اين سيستم براي توليد بذر هيبريد مورد استفاده قرار گرفت.

گياهان تراريخت براي بذر خاتمه دهنده
به آن تكنولوژي كه قابليت حيات يا باروري بذور را پس از يك مدت معين خاتمه مي¬دهد، به آن تكنولوژي خاتمه دهنده و به ژن دخيل در اين پديده ژن خاتمه دهنده مي¬گويند. تكنولوژي خاتمه دهنده، به دليل حق انحصار (شماره 5723765) بر" كنترل بيان ژن گياهي" كه توسط اداره ثبت انحصارات ايالات متحده در سوم مارس 1998 براي سازمان كشاورزي ايالات متحده آمريكا و شركت آمريكايي دلتا و پين لند صادر گرديد، توجه زيادي را به خود جلب نموده است. اين حق انحصار براي هر ژن جديدي نبود، بلكه براي ژن¬هاي معيني صادر و براي كنترل مكانيزم¬هايي جهت خاتمه دادن به بيان صفات مورد نظر در نسل اول يا نسل¬هاي بعدي گياهان اعطا شد.
تكنولوژي خاتمه دهنده، مبتني بر استفاده از يك ژن كشنده مناسب است كه بذور نسل دوم را نابارور مي¬نمايد. شركت توليد كننده، بذور نسل اول را مي¬فروشد كه از رشد و نمو و باروري طبيعي بطور كامل برخوردار بوده و گياهاني سالم با قابليت توليد بذر و يا ميوه توليئ مي¬نمايند، اما بذور و يا ميوه¬هاي حاصل از اين گياهان فقط به عنوان غذا قابل استفاده هستند و اگر كشت شوند جوانه نخواهند زد. اين پديده، كشاورزان را مجبور به خريداري بذور تازه از كمپاني بذر براي فصل زراعي بعدي مي¬نمايد، زيرا كه آنها قادر به استفاده از بذور برداشت شده براي كشت در فصل زراعي بعدي نيستند.
تكنولوژي خاتمه دهنده از سه قطعه
DNA يا ژن كه اطلاعات ژنتيكي ضروري راحمل مي¬كند، براي انتقال به گياهان استفاده مي¬كند.

1- ژن خاتمه دهنده (ژن كشنده)
هر ژني كه بتواند يك پروتئين سمي ممانعت كننده از جوانه¬زني بذر را در گياهان توليد نمايد مي¬تواند به عنوان ژن خاتمه دهنده مورد استفاده قرار گيرد. يك ژن كشنده، پروتئين بازدارنده ريبوزوم (
RIP) را كد مي¬نمايد. ژن كشنده كد كننده RIP، در فرايند سنتز پروتئين¬ها در سلول گياهي اختلال ايجاد مي¬كند، بدون آنكه براي ديگر موجودات سمي باشد. بنابراين بيان ژن RIP در سلول¬هاي جنين، از جوانه¬زني بذر ممانعت خواهد كرد. اين ژن به يك نوع خاص از پروموتور كه در مراحل پاياني نمو بذر فعال مي¬شود، متصل مي¬گردد. وقتي كه هدف، بيان صفت مذبور در نسل دوم بذور باشد، پروموتور LEA ايده¬ال است. چنين پروموتوري فقط پس از كامل شدن رشد رويشي گياهان نسل اول فعال مي¬شود. براي ممانعت از بيان ژن RIP كشنده در بذر نسل اول، يك توالي بلوكه كننده نيز توسط توالي برشي خاصي (مكان¬هاي LOX) ساقدوشي مي¬شود. وقتي كه با ايجاد برش هاي مكان اختصاصي در مكان¬هاي LOX مجاور، توالي بلوكه كننده از جايگاه خود خارج مي¬شود، ژن كشنده مستقيماً با پروموتور تماس مي¬يابد و بدين ترتيب در تمام نسل¬هاي بعدي در طي مراحل پاياني جنين¬زايي بروز مي¬نمايد.

2- ژن ركومبيناز
ساختار ژني دوم، شامل يك ژن كه آنزيمي بنام ركومبيناز را كد مي¬نمايد. اين آنزيم قادر به شناسايي توالي¬هاي برشي
LOX و حذف اين توالي¬ها همراه با توالي بلوكه كننده از ساختار ژني اول از طريق فرايند نوتركيبي است. يك سيستم توالي برشي ركومبيناز ترجيحي سيستم LOX/ CRE باكتريوفاژ است كه در آن، پروتئين CRE (ركومبيناز) نوتركيبي مكان اختصاصي DNA را در مكان¬هاي LOX انجام مي¬دهد. اين ژن ركومبيناز پشت يك پروموتور متوقف شونده مخصوص يك بازدارنده كه توسط ژن سوم كد مي¬گردد، قرار داده مي¬شود. اين پروموتور مي¬تواند متوقف شود و بدين ترتيب اگر يك پروتئين خاص در محيط وجود داشته باشد، آنزيم ركومبيناز توليد نمي¬شود.

3- ژن متوقف كننده
يك ژن سوم، پرتئيني به نام پرتئين بازدارنده را كد مي¬نمايد كه پروموتور ژن ركومبيناز را در ساختار ژني دوم متوقف مي¬نمايد. خود پروتئين بازدارنده به يك ماده شيميايي خاص (تتراسايكلن) متصل شود، غير فعال مي¬گردد. بازدارنده غيرفعال ( يعني كمپلكس بازدارنده – تتراسايكلن) قادر به متوقف ساختن پروموتور متصل شده به ژن ركومبيناز نبوده و بدبن ترتيب امكان سنتز آنزيم ركومبيناز فراهم مي¬شود.

گياهان تراريخت به عنوان بيوراكتور
به واسطه تكنيك مهندسي ژنتيك، تركيباتي با ارزش تجاري كه قبلاً فقط از منابع گياهي وحشي و يا منابع حيواني و ميكروبي تامين مي¬گردند، امروزه از طريق تكنيك مهندسي ژنتيك در گياهان اهلي توليد مي¬شوند. گياهان تراريخت مي¬توانند به عنوان بيوراكتورهاي زنده براي توليد ارزان موادشيميايي و دارويي عمل نمايند كه اين پديده به زراعت مولكولي معروف مي¬باشد. با استفاده از روش زراعت مولكولي مي¬توان كربوهيدراتها، اسيدهاي چرب، پلي پپتيدها، واكسن¬ها، آنزيم¬هاي صنعتي و پلاستيك¬هاي قابل تجزيه زيستي را در سيستم¬هاي گياهي توليد نمود.

كربوهيدراتها
نشاسته يكي از اجزاي سلول¬هاي گياهي است. نشاسته¬هاي مهندسي شده با مقدار آميلوز كاهش يافته يا مقدار نشاسته افزايش يافته در سيب زميني تائيد شده¬اند. همچنين پيش سازه¬هاي نشاسته¬اي نيز مجدداً در جريان مسيرهاي بيوسنتزي كربوهيدراتهاي ذخيرهاي ديگر قرار داده شده¬اند. گياهان توتون و سيب زميني كه توانايي ذخيره فروكتان را نداشتند، براي تجمع فروكتان، با ژن فروكتوزيل ترانسفراز از
Bacillus subtilis تراريخت شده¬اند. تلاش¬هايي نيز براي توليد تركيبات جديد از طريق مهندسي ژنتيك صورت گرفته است. گياهان توتون، با ژن مانيتول -1 – فسفات دهيدروژناز (mt1D) از E.coli تراريخت شدهاند. اين تراريخت¬ها مقدار مانيتول بيشتري توليد نموده و به سطوح بالاي شوري تحمل نشان داده¬اند (Tarczynski et al. 1993). به طور مشابه، ژن ميو اينوزيتول- متيل ترانسفراز از Mesembryanthemum crystallinum (گياه يخ) به توتون انتقال داده شده است، دراين گياه موجب توليد پينيتول كه يك الكل قندي حلقوي مشتق شده از ميواينوزيتول است، در اين گياه شود. ترهالوز، يك افزودني خوراكي مي¬باشد كه كيفيت غذاهاي خشك و فراوري شده را با خوشمزه¬تر نمودن آنها بهبود مي¬بخشد. شركت¬هاي بيوتكنولوژي گياهي، موگن (در ليدن هلند) و كالژن (در ديويس ايالات متحده) سنتز مقدار اندكي ترهالوز را در گياهان توتون تراريخت گزارش نموده¬اند.

چربيها
افزايش مقدار اسيد چرب اشباع نشده تك ظرفيتي در گياهان به دليل افزايش كيفيت غذايي روغن¬ها يك صفت مطلوب مي¬باشد. وقتي كه يك ژن دساتوراز از موش صحرايي به توتون منتقل شد، در گياهان تراريخت مقدار اسيد پالميتولئيك و اسيد اولئيك به ترتيب به نسبت 16:1 و 18:1 افزايش يافت (
Grayburn 1992). براي استفاده در ساخت دترژنت¬ها و همچنين كاربردهاي غذايي خاص، ژن تيواستراز از درخت باي كاليفرنيا به آرابيدوپسيس منتقل گرديد تا سبب تجمع يك اسيد چرب با زنجيره متوسط 12 كربنه به عنوان چربي ذخيره¬اي در اين گياه شود (Voelker 1992). اولين فراورده غير خوراكي حاصل از مهندسي زيستي گياهي كه در سطح تجاري توليد گرديد، يك واريته كلزاي مهندسي شده ژنتيكي كه براي توليد اسيد لوريك، يك اسيد چرب 12 كربنه مورد استفاده در ساخت صابون¬ها و دترژنت¬ها تغيير داده شد. بدين منظور محققين فقط به انتقال يك ژن از درخت باي كاليفرنيا نياز داشتند. اين ژن، فرايند سنتز اسيد چرب را در مرحله 12 كربنه متوقف نموده و اجازه رشد زنجيره تا مرحله 18 كربني را كه وضعيت عادي براي گياه است نمي¬دهد و در عين حال، تاثير چنداني بر عملكرد ندارد.

پلاستيك قابل تجزيه زيستي
گياهان توليد كننده پلاستيك تجاري نيز چند سالي بيشتر با ما فاصله ندارند، اگرچه محققان در اين زمينه در حال پيشرفت مي¬باشند. پلي هيدروكسي بوتيرات (
PHB) كه يك پلي استر آلفاتيك با خصوصيات ترموپلاستيك مي¬باشد، در ابتدا با انتقال ژنهاي مرتبط با استواستيل- كوآنزيم A ردوكتاز و PHA سنتاز از باكتري Alcaligenes euthophus به Arabidopsis thaliana در گياهان توليد شد. اگرچه گياهان تراريخت حاصله ناسالم بوده و مقدار كمي PHB توليد نمودند، اما انتقال اوليه ژن، مؤثر واقع شد. اين مشكل با اضافه كردن يك توالي به ژن كه سبب مي¬شود آنزيم¬هاي توليدي، وزيكول¬هاي ذخيره¬اي يعني پلاستيدها را مورد هدف قرار دهند، مرتفع گرديد. با انجام اين كار، هم مقادير فراواني از يك تركيب پيش ساز اصلي براي سنتز PHB در اختيار آنزيم¬ها قرار مي¬گرفت و هم سلول گياهي از اثرات مضر احتمالي تجمع PHB در امان مي¬ماند. در نتيجه، سنتز PHB، بدون اثرا ناخوشايند بارزي بر رشد گياه يا عملكرد بذر، به ميزان 10 برابر افزايش يافت (Poirire et al. 1995).

پروتئينها، پپتيدها و واكسنها
امروزه پيشرفت¬هاي جديد در بيوتكنولوژي گياهي اين تصورات را در اذهان منعكس مي¬نمايد كه احتمالاً مي¬توان از گياهان مهندسي شده ژنتيكي و ويروس¬هاي گياهي براي توليد واكسن بر عليه بيماريهاي انساني، از پوسيدگي دندان گرفته تا عفونتهاي تهديد كننده زندگي از قبيل اسهال باكتريايي، وبا و ايدز، استفاده نمود. يكي از اولين موارد برتي توليد پپتيدهاي دارويي در گياهان، از بيان فراوان پروتئين ذخيره¬اي بذر در حالت طبيعي استفاده نمود. پپتيد عصبي انكفالين، به عنوان بخشي از آلبومين
s2 پروتئين ذخيره¬اي بذر در B.napus توليد مي¬شد ( Krebbers and kerckore 1990). ناقلين ويروسي براي توليد پروتئين¬هاي پوششي شيمري در گياهان تراريخت مورد استفاده قرار گرفته¬اند. تورپن و همكاران (1995)، روشي را براي مهندسي پرتئين كپسيد ويروس TMV بصورت تلفيق¬هاي دروني يا تلفيق در انتهاي C، با پپتيدهاي حامل اپيتوپ مشتق شده از اسپوروزيت¬هاي مالاريا شرح دادند. هر دو نوع ساختار تلفيق دروني و تلفيق در انتهاي C، مقادير فراواني از ويروس¬هاي نوتركيب با ثبات ژنتيكي توليد نمودند كه در توتون آلوده آنتي باديهاي مونوكلونال ضد مالاريايي مناسب توليد كردند. پروتئين زونا پلوسيدا ZP3 با پروتئين كپسيدي ويروس TMV تركيب شده¬اند. پروتئين ZP3 اووسيت پستانداران به عنوان هدف براي ايمني از باروري و يك اپيتوپ 13 اسيد آمينه¬اي از ZP3 موشي، به صورت تركيب با پروتئين كپسيد ويروس TMV در گياهان بيان شده¬اند. موش¬هاي ايمن شده با ذرات TMV نوتركيب، آنتي باديهاي ضد ZP3 را توليد نمودند. از نظر تئوري، واكسيناسيون با پروتئين پوششي ويروسي تغيير يافته مي¬تواند به عنوان يك روش كنترل توليد مثل عمل نمايد، زيرا آنتي¬باديهاي زونا پلوسيدا قادر به ممانعت از باروري تخم مي¬باشد. چنين مطلبي نيز براي اپيتوپ¬هاي مشتق شده از ويروس¬هاي نقص ايمني انسان كه به صورت محصولات تلفيق پروتئين¬هاي پوششي ويروس موزائيك يونجه بيان مي¬شوند، صحيح است (Yushibor et al. 1997). ويروس موزائيك لوبياي چشم بلبلي نيز به عنوان يك سيستم بيان براي توليد پپتيدهاي خارجي نظير اپيتوپ مشتق شده از رينوويروس 14 انسان و ويروس نقص ايمني انسان (HIV) مهندسي شده است. ويروس¬هاي گياهي تغيير يافته، توليد آنتي¬باديي را در موش تحريك نمودند كه ويروس را در آزمايشات درون لوله آزمايش خنثي نمودند (McLein et al. 1995). اين نتيجه، احتمال توليد واكسن ممانعت كننده از HIV را نشان مي¬دهد. پروتئين¬هاي پوششي تلفيقي مي¬توانند به عنوان يك روش مقرون بصرفه براي توليد واكسن¬ها مد نظر قرار گيرند.

توليد واكسنهاي خوراكي
گياهان تراريخت نقاط اميدي از سيستم¬هاي توليد واكسن كم هزينه را نشان مي¬دهند. محققين روش¬هاي مختلفي را براي توليد واكسن¬هاي گياهي اعمال مي¬نمايند، اما واكسن¬هاي خوراكي كه در حال حاضر توسط يك گروه تحقيقاتي به رهبري چارلز آرنتزن از دانشگاه
A&M تگزاس در ايالات متحده در حال توليد هستند، احتمالاً ارزانترين نوع مي¬باشند كه به راحت¬ترين شكل قابل توزيع هستند. ايده حامي واكسن¬هاي خوراكي اين است كه افراد، بعنوان بخشي از جيره غذايي خود، با خوردن گياهاني كه واكسن را توليد مي¬كنند، دز مورد نياز خورد را دريافت نمايند. گروه آرنتزن، كار خورد را با هدف توليد واكسن¬هاي خوراكي براي پيشگيري از بيماريهاي رودهاي همچون وبا و اسهال كه توسط باكتريهايي از قبيل E.coli، Shigella و Samonella ايجاد مي¬شوند، شروع كرد. اسهال باكتريايي مهمترين عامل مرگ و مير كودكان در كشورهاي در حال توسعه است. اولين گزارش از اصل بكارگيري يك سيستم بيان گياهي براي توليد يك واكسن خوراكي در يك نشريه تحت معاهده همكاري حق انحصار بين الملل انتشار يافت كه روشي را براي بيان يك پروتئين سطحي (spa) از Streptomyces mutans در توتون تا 2% از كل پروتئين برگ شرح داد. آنتي ژن سطحي هپاتيت B (HBsAg) در توتون بيان گرديدهاست (Mason et al. 1992) هرچند كه ميزان بيان آن اندك بوده است (01/0 درصد از پروتئين محلول). ايمني به HBsAg در موش آزمايشگاهي تائيد شده است.
گياهان توتون و سيب زميني تراريخت بيان كننده زير واحد
B انتروتوكسين حساس به گرما از E.coli با يك توالي نگهدارنده ميكروزومي نيز توليد شده¬اند (Haq et al. 1995). گياهان تراريخت، پپتيد خارجي را بيان نمودند و وقتي¬كه موشها از غده¬هاي سيب زميني تراريخت تغذيه شدند، ايمني خوراكي در آنها پديدار گشت. اين آزمايش سهولت استفاده از گياهان تراريخت بعنوان سيستم¬هايي براي بيان و توزيع واكسن¬هاي خوراكي را ترسيم مي¬نمايد. واكسن خوراكي گياهي ضد اسهال كه در سيب زميني بيان مي¬شوند، مدتي است كه در مرحله آزمايشات انساني قرار دارد (Tacket et al. 1998). يكي از مشكلاتي كه در مورد سيب زميني وجود دارد اين است كه بايستس قبل از مصرف، پخته شود. درجه حرارت طبخ ممكن است سبب دناتوره شدن پرتئين واكسن يا كاهش يا حذف توانايي آن در ايجاد ايمني گردد.
معذالك مشكل سيب زميني با متوسل شدن به موز كه بصورت خام خورده مي¬شود، ممكن است به زودي حل شود. آرنتزن و همكارانش، يك ژن بيگانه را به درختان موز منتقل نموده و بيان آن را نيز به اثبات رسانده¬اند. آنها در اين آزمايش از ژن مولد پروتئين واكسن استفاده نكردند، اما قصد انتقال ژن انتروتوكسين
E.coli را به موز دارن كه اگر با موفقيت همراه شود مي¬خواهند ژن¬هايي را براي پروتئين¬هاي واكسني ديگر به موز منتقل نمايند.
بنابراين گياهان تراريخت اين نويد را داده¬اند كه بعنوان سيستم¬هاي كم هزينه براي توليد واكسن بكار روند. تلاش¬هاي قابل توجهي در جهت بيان تعداد زيادي از پروتئين¬هاي مورد استفاده در واكسن درماني به مقادير زياد در گياهان و استفاده از گياهان به عنوان بيوراكتورهاي عصر مدرن در حال انجام است.




چشم انداز آينده
در حاليكه كمتر شكي در مورد مدرن بودن بيوتكنولوژي وجود دارد، بدون شك اين فن آوري يك مد زودگذر نيست. انتظارات ايجاد شده براي توسعه تجاري مقاومت به علفكش¬ها و حشرات، آينده درخشاني را براي بيوتكنولوژي كشاورزي خاطر نشان مي¬نمايد. با توجه به شواهد اوليهاي كه در مورد استفاده از انتقال ژن¬هاي جديد به منظور ايجاد لاين¬هاي گياهي سودمند براي توليد مواد شيميايي از مواد دارويي گرفته تا پلاستيك¬هاي قابل تجزيه زيستي وجود دارد، چشم انداز آينده اين تكنولوژي نيز اميدوار كننده است. بيوتكنولوژي كشاورزي در مسير خود از شروع بكار بيوتكنولوژي تا توليد مزرعهاي محصولات تجاري، با موانع متعددي از محدوديت¬هاي علمي و تكنولوژيكي، تا مشكلات قانوني و مديريتي، عوامل اقتصادي و نگراني¬هاي اجتماعي روبرو مي¬باشد. فرضيه محافظه كارانه قوانين در اكثر كشورها اين است كه تمام گياهان تراريخت بطور بالقوه خطرناك هستند. خطرات احتمالي، مرتبط با ژن منتقل شده و يا فنوتيپ ايجاده شده است نه روش¬هاي مورد استفاده براي انتقال ژن. تا كنون گزارشي در مورد اثرات مضر محيطي و يا ديگر خطرات پيش بيني نشده گياهان تراريخت در هزاران آزمايش مزرعه¬اي صورت گرفته در عرصه بين المللي ارائه نگرديده است. با اين حال، نگراني¬هاي متعددي دررابطه مستقيم با سيستم¬هاي كشاورزي ايجاد شده است. بعنوان مثال، استفاده از ژن¬هاي مقاومت منشاء گرفته از ويروسها نگرني¬هايي را در مورد احتمال نوتركيبي ويروسي و ايجاد ويروس¬هاي جديدي با دامنه ميزباني و شدت علائم تغيير يافته بوجود آورده است. استفاده از مقاومت به حشرات ناشي ار
Bt مهندسي شده، نگراني¬هايي را در مورد تكامل سريع مقاومت در حشرات ايجاد نموده است. ديگران نيز امكان ايجاد مشكلات جديد يا سخت تر در مواجهه با علف هزر را خاطر نشان نموده¬اند. در كشورهاي در حال توسعه، بكارگيري تكنولوژي بذر خاتمه دهنده به يك موضوع مهم تبديل شده است، اما نقاط مورد اختلاف مطرح نگرديده¬اند. اكنون عكس العمل مصرف كننده به محصولات گياهي تراريخت با آزادسازي تجاري واريته¬هاي پيشرفته در سطح تجاري سنجيده شده است. اين آزاد سازي با افزايش انتشار اطلاعات در مورد گياهان تراريخت به شكل قابل دسترسي براي عموم، همزمان گرديده است. با اين حال همچنان كه محدوديت¬هاي تكنيكي برداشته مي¬شوند، اين احتمال وجود دارد كه محدوديت¬هاي تجاري به اصلي¬ترين موانع تبديل گردند. تكنولوژي جديد كه در اين عرصه خلق مي¬گردند كاملاً اختراعي بوده و واجد شرايط احراز حق انحصاري و ملاحظه حقوق مالكين معنوي ميباشد.

 

-- -